Беспроводная связь и телематические системы в автомобиле

Беспроводная связь и телематические системы в автомобиле
Бурное развитие микроэлектроники в последние десятилетия стало катализатором проникновения компьютерных систем в автомобиль. Сегодня микропроцессоры на основе сигналов десятков датчиков управляют работой двигателя, системы зажигания, тормозной системы и системы безопасности, защищают машину от угона и т.п. Следующий этап технологической революции – развитие систем подвижной связи также не обошел автомобилестроение и телематические системы начали осваивать салон автомобиля.

Производители наращивают усилия

На рынке автомобильных телематических средств навигационные системы появились первыми. С середины 90 годов такие производители как Sony, Pioneer и Bosch поставляют аппаратуру на базе спутниковой системы GPS, которая интегрируется с автомобильными аудиосистемами. Навигационная система позволяет ответить на ряд вопросов: «где я?», «как добраться до заданного пункта?» и т.п. Сегодня навигационные системы имеют голосовой интерфейс и картографическую базу данных на CD/DVD носителях. Типичная навигационная система AVIC-505 предлагается Pioneer.

Современные автомобильные телематические системы обеспечивают доступ, как к навигационной информации, так и к каналам мобильной связи. По ним водитель кроме привычной голосовой связи может выйти в Интернет, принять факс. По мере того, как рос спрос на умные автомобили, рынок авто-электроники и авто-телематики стал стремительно развивается. Если европейский авторынок имеет среднегодовой рост 6%, то рост рынка автоэлектроники составляет 12%. И это не предел. Сегодня стоимость электронных компонентов составляет 15% стоимости всего производства, но в течение ближайших пяти лет эта цифра должна удвоится.

Количество электронных устройств, устанавливаемых в автомобиле, возрастает. Для объединения в единую систему сотового телефона, пейджера, карманного ПК и ноутбука, аудио и видео систем, навигационных приборов производители автомобилей работают над унифицированным интерфейсом. Чтобы ускорить эти работы, ведущие производители (BMW, DaimlerChrysler, Fiat, Ford, General Motors (GM) и ряд других) объединились и создали консорциум AMIC (Automotive Multimedia Interface Consortium). Однако разрабатываемый стандарт коснется только интерфейсов мультимедийных устройств и не затронет других электронных блоков, отвечающих за управление впрыском топлива, работой сцепления, тормозами, замками дверей и т.п.

В качестве базовых AMIC рассматривает интерфейсы IDB-C (Intelligent transportation systems Data Bus — CAN) и MOST (Media Oriented Systems Transport). Не остались без внимания и два варианта версий IEEE-1394 — «оптический» и «медный». Автомобилестроители хорошо знакомы с интерфейсом шины CAN, ее привлекательность в том, что при работе с нею не требуются лицензионные отчисления. MOST – оптоволоконное решение, уже сегодня поддерживающее передачу данных со скоростью 25 Мб/с, но решение это достаточно дорогое. За использование MOST и IEEE-1394 автомобилестроители должны будут выложить соответственно по 30/25 центов за устройство (соединение). Если в ближайшее время соглашение по программно-аппаратным спецификациям будет подписано, то первые автомобили, оснащенные унифицированным интерфейсом появятся в 2005 г.

Создаются и альянсы производителей сотовых телефонов и автомобилей. Alcatel активно работает с Reno, Ericsson сотрудничает с Volvo, присутствие Motorola на авто рынке более заметно. Компания сотрудничает с BMW, Ford, GM, Audi и Opel.

На последней выставке в Детройте представители BMW заявили, что все модели 7 серии будут оборудованы сотовыми телефонами CPT 8000. Телефоны могут работать в сетях на основе стандартов GSM или CDMA. Они выполнены на базе аппарата Motorola Timeport и оснащены функциями голосового набора и поддерживают режим громкой связи. Набор номера выполняется с помощью клавиатуры, расположенной на рулевом колесе или на панели управления радиоприемником. Поставки моделей с встроенным телефоном начались в марте.

Французской Citroen начал выпуск «коммуникационного автомобиля», в котором предусмотрены электронная почта, голосовое управление, сотовый телефон GSM 900/1800 и навигация GPS. Это первый Windows-автомобиль под названием Xsara Windows CE на базе 250-й серии автомобилей этого концерна. Xsara обладает радиоприемником, CD-плейером, телефоном (Ericsson T28), имеет адресную книгу, и возможность передачи данных. Бортовой компьютер связан с GPS-приемником и CD-чейнджером на 6 дисков.

Компания Autoliv совместно с Ericsson и Volvo выпустила новый продукт Volvo On Call, который автоматически сообщает в службу скорой медицинской помощи о происшедшей аварии. Основными элементами системы являются сотовый телефон и GPS-приемник, определяющий координаты по сигналам со спутников. Если при аварии срабатывают подушки безопасности, телефон автоматически дозванивается в Volvo On Call Alarm Center и посылает туда текстовое сообщение о происшествии с указанием местоположения автомобиля. При этом телефон автоматически остается включенным, обеспечивая связь медицинского персонала и пострадавших.

Платформу Nexperia CIP (Car Infotainment Platform), анонсировал Philips. Она позволит автомобилестроительным фирмам предоставить водителю и пассажирам возможность выйти в Internet не покидая машины. Эта универсальная платформа упростит оснащение автомобиля устройством для доступа к электронной почте, Сети, информации о местоположении и направлении движения, состоянии трафика, комплексируя их с обычными музыкальными автомобильными системами. Платформа Nexperia описывает архитектуру системы, аппаратное и программное обеспечение.

В рамках совместного проекта аналогичные работы проводят Ericsson и Mannesmann. Они создают систему мобильных беспроводных коммуникаций для широкого класса автомобилей. Здесь предполагается поддержка технологий WAP и Bluetooth. Автомобиль будет снабжен комплексом, подключающим водителя к информационным и развлекательным услугам. К такому комплексу можно будет подключить Интернет-терминал, факс, аудио-видео-теле-оборудование. Изготовители ориентируют создаваемую систему, как для легковых автомобилей, так и грузовиков или автобусов.

Одной из первых GM начала поставки автомобилей, оборудованных Интернет-доступом. Пока комплектуются модели Cadillac DeVille и Seville. К концу этого года GM планирует встроить WEB-доступ в 32 из своих 54 моделей. На территории США и Канады GM также развернула платную службу OnStar, которая организует круглосуточную помощь водителям. Благодаря мобильному телефону человек за рулем может связаться со специалистами OnStar-центра и уточнить свое местоположение (система GPS), получить рекомендации по оптимальному маршруту, произвести дистанционную диагностику машины, разблокировать закрывшуюся дверь и т.п. Одна из услуг называется “Персональный набор”. Она основана на технологии распознавания речи и позволяет водителю производить набор номера голосом. Для этого предварительно придется ввести в память системы номер и соответствующее ему имя. Переговоры ведутся с помощью аудиосистемы автомобиля.

Другая услуга – «Виртуальный помощник» позволяет с помощью команд, подаваемых голосом, получить доступ к электронной почте, и информационным или новостным сервисам (котировки акций, прогноз погоды). В конце 2000 г. более миллиона легковых машин и грузовиков были оснащены терминалом системы OnStar. В основном корпорация устанавливает данное оборудование на автомобилях таких моделей как Buick, Cadillac, Pontiac. «Мы пытаемся превратить транспортное средство в узел коммуникаций», — сказал президент OnStar Чет Хубер.

Одно из отделений Ford, компания Visteon, начала поставки встроенного ПК под названием ICES (Information, Communication, Entertainment, Safety and Security System). Основные особенности системы – управляющие элементы, связанные с рулем и колесами, 5.8″ цветной экран и программное обеспечение, обеспечивающее доступ к электронной почте, центрам контроля уличного движения, информационным центрам Интернет. Кроме того, в состав системы входит средство навигации (GPS), показывающее на карте (на экране) нужные повороты или пункты назначения, а также устройство двухстороннего пейджинга, и устройство, отображающее на экране информацию, расположенную на дорожных указателях.

Совместное предприятие Ford и Qualcomm, лидера технологии мобильной связи CDMA, — компания Wingcast, занята разработкой систем Интернет-доступа для автотранспорта. Здесь работы ведутся уже на базе третьего поколения систем мобильной связи.

Создание систем, позволяющих вести переговоры без помощи рук т.н. «Hands-Free», — одно из основных направлений работ для производителей сотовых телефонов. Поскольку законодательство большинства развитых стран запрещает вести переговоры за рулем, а к нарушителям применяются строгие наказания , этот сектор рынка бурно развивается. Свои комплекты с голосовым набором предлагают и производители телефонов – Motorola, Nokia, Philips, и компании производители аксессуаров – THB, Wester.

Борьба с болтунами не затихает. В ряде стран устраиваются специальные съезды, чтобы, услышав звонок можно было убрать автомобиль с трассы. Раздаются голоса, призывающие автоматически отключать телефон при заведенном двигателе. Как разумная альтернатива здесь возможно применение системы управления, использующей принципы распознавания речи. Одна из систем, разработанная американской компанией Cellport Systems позволяет, как передавать команды на бортовой компьютер, типа «Открыть окно, включить магнитолу», так и отдать голосом команду на набор определенного номера.

Другая технология подвижной связи, услуги которой уже востребованы водителями, — это транкинговая связь. Развиваясь в секторе профессиональной радиосвязи, она обеспечивает оперативную голосовую связь и доступ к данным как спецслужбам (правоохранительным органам, пожарным и т.п.), так и корпоративным клиентам. Создаваемые системы поддерживают как локальную связь, так и региональную. Например, в России предполагается создать транкинговую систему связи вдоль автострады Москва-Санкт-Петербург. Автомобили могут быть оснащены как специализированным комплектом, так и абонентской радиостанцией.

На западе создана Ассоциация представителей систем связи служб общественной безопасности (АРСО). Одно из направлений ее работы -привлечение мобильных технологий для обеспечения услуги теле медицины при оказании первой помощи пострадавшим на дорогах. Оперативная передача медицинских показателей пострадавших (артериальное давление, частота пульса, температура и т.п.), а также двухсторонняя речевая связь в комплексе с передачей видеоизображений позволят бригаде скорой помощи поддерживать оперативный контакт с врачами-специалистами.

На базе инфраструктуры транкинговой системы в Праге создается система управления общественным транспортом. В рамках проекта решаются задачи: улучшения транспортного сервиса, доступа пассажиров к транспортной информации в реальном времени. Оконечные устройства будут установлены в автобусах, троллейбусах, трамваях. На каждом терминале будут доступны функции передачи голоса и данных.

В России согласно «Концепции построения единой системы комплексного информационного телекоммуникационного обеспечения автомобильно-дорожной отрасли» вдоль ряда федеративных автострад будет создан ряд систем производственно-технологической и аварийно-вызывной транкинговой радиосвязи.

Кроме систем транкинговой связи для автолюбителей сегодня доступны и услуги спутниковых систем связи Globalstar и Inmarsat. Безусловно, такие услуги и аппаратура значительно дороже, чем при использовании систем сотовой связи . Но эффективность спутниковых систем значительно выше. Это связь в любое время, в любом месте, вне зависимости от зоны покрытия сотовых операторов, и в особенности там, где иного вида связи просто нет. Абонентам Globalstar и Inmarsat доступны как голосовая связь, так и прием/передача данных. Кроме того, абонентам Globalstar доступна услуга определения местоположения, не зависящая от системы GPS.

Терминалы системы Inmarsat уже установлены на грузовых автомобилях многих дорожно-транспортных компаний. Управляющий автопарком может отслеживать нахождение автомашин, инструктировать водителя, если необходимо изменить маршрут, посылать информацию относительно изменений в договоренностях о поставках грузов или условиях фрахтования. Например, голландская компания «Rynart Transport», специализирующаяся на поставках дорогостоящих грузов в восточную Европу, обычно посылает по два или три грузовика в группах, один из которых обязательно оборудован терминалом Inmarsat-C. Как заявил управляющий директор компании Франк Ринарт, такой терминал сокращает эксплуатационные расходы на 30%.

Аналогичные системы, предназначенные для различных автотранспортных предприятий, разрабатываются и в России. Одно из таких решений предлагает компания RRC. Система «Циклон» позволяет контролировать и управлять подвижными объектами в любой точке Земного шара. Она реализована на базе спутниковой системы связи Inmarsat-С / системы сотовой связи GSM, и навигационной системы GPS. На транспортное средство устанавливаются датчик системы GPS, терминал системы Inmarsat-С/ терминал GSM и бортовой компьютер. Центральный серверный узел системы соединен с приемной станцией системы Inmarsat и подключен к сети Интернет.

С помощью системы связи автомобиль постоянно сообщает о своем местоположении. Также можно передать текстовое сообщение. Диспетчер, для того чтобы узнать о положении конкретного автомобиля, подключается через Интернет к центральному серверу. Также он может передать на конкретный автомобиль команду – текстовое сообщение. Система поддерживает режимы группового вызова, и режим запросов.
Рынок телематических услуг расширяется

Определение местоположения; информация о состоянии дорожного трафика; связь при аварийных остановках; обеспечение безопасности транспортного средства и его владельца – вот далеко не полный перечень телематических услуг для водителей автомобилей.

Автомобильные телематические системы определения местоположения традиционно используют сигналы спутниковой системы глобального позиционирования GPS. Однако в последнее время предложен ряд решений, позволяющих исключить сигналы GPS и снизить стоимость системы . Эти решения основаны на методах триангуляции, выполняемых по сигналам, принимаемым базовыми станциями систем сотовой связи. Следует отметить, что точность определения местоположения с помощью системы GPS значительно выше, — 10 – 30 м, в то время как специальные технологии 100 – 150 м.

Одно из таких решений предложили французские компании Alcatel и Webraska Mobile Technologies. При необходимости оценить свое местоположение заблудившийся водитель посылает запрос. В ответ на экране его сотового телефона возникает карта района, где находится водитель, и звездочка, отображающая его местоположение. Точность системы – 150 м.

В России создано несколько навигационных систем, которые с успехом осваиваются автолюбителями. Географическая информационная система «ПалмГИСGPS» позволяет отобразить местоположение автомобиля на карте Москвы и отслеживать передвижение по карте города. Она использует датчик системы GPS. Естественно, карта города отображается на экране ноутбука или карманного компьютера.

Другой вариант мобильной навигационной системы предлагает компания Benefon. Ее модель Esc! — GSM-телефон + навигационный GPS-приемник. На экране аппарата воспроизводится карта местности, предварительно введенная из Интернет или компьютера. При включении GPS-приемника на карте появляется стрелка, индицирующая текущее местоположение. Модель Esc! будет доступна в России в 4 квартале, ее ориентировочная цена – 900 долл.

Автомобильные пробки отравляют не только окружающую среду, но и настроение водителей. В Москве оперативную информацию о состоянии магистралей можно найти на Интернет-сайте www.77.ru. Его создатели – компании «Демос-Интернет», «Геоцентр-консалтинг» и клуб «Ангел». Если обеспечить беспроводной мобильный доступ к сайту и визуализацию обстановки на экране дисплея ноутбука или самого автомобиля, то всю необходимую информацию водитель получит в реальном времени, в дороге.

Одно из решений, защищающее автомобиль от угонщиков, предложила российская компания «Парабайт». Система под названием «Автомобильный сотовый сигнализатор» предполагает установку в автомобиле специального блока. В его состав входит приемопередатчик системы сотовой связи, автономный блок питания и интерфейс, поддерживающий связь с различными датчиками. Принцип действия системы стандартен. Единственная особенность, это использование канала сотовой связи для сообщения автовладельцу и службе безопасности о несанкционированном доступе. Дозвон может происходить по одному или нескольким телефонам, и, кроме того, оповещение передается в виде SMS сообщения. Комплект поставки можно дополнить GPS-приемником. Тогда в SMS-сообщении будут указаны координаты похищенного автомобиля. При отсутствии злоумышленников система регулярно посылает сообщения о том, что автомобиль находится под ее защитой.
Путь вперед – будет ли он усыпан розами?

Так что же брезжит впереди? По мере того как основные функции: ускорение, торможение и безопасность будут реализованы на базе электронного управления, у водителей появится интерес и к услугам, поставляемым системами подвижной связи.

Но у оппонентов встроенных беспроводных автомобильных систем есть свои аргументы. Так необходимость оперативного доступа к Сети не очевидна, это скорее важно для сотрудников компаний, но не массовому автолюбителю. Пока опросы автолюбителей – потенциальных пользователей таких систем подтверждают его скепсис. Только 8% опрошенных заявили о том, что хотели бы иметь в своем автомобиле Web-доступ, при этом его цена не должна превысить 25 долл. Для примера, упомянутая служба GM OnStar обойдется примерно в 40 долл., а услуги Wingcast – от 10 до 30 долл. в месяц. Арт Спинелла, аналитик фирмы CNW Marketing считает, что рынок сотовых телефонов, карманных ПК и ноутбуков растет в бешеном темпе. «И дублирование систем можно объяснить только для лимузинов миллионеров. Перспектив у встраиваемых систем нет».

Не стоит забывать еще один аспект. Выдержит ли вся эта электроника высокую/низкую температуру и вибрацию, по крайней мере, в течение 10 лет или при пробеге 300000 км. Для владельца ВАЗа такая надежность кажется сопоставимой с надежностью космической станции «Альфа», но для западных автомобилестроительных компаний такая постановка вопроса обусловлена требованиями рынка.

Перспективы систем беспроводного доступа вызывают опасения не только у экспертов. Такая система служит источником повышенной опасности для водителя. Даже если руки не задействованы, возникает вопрос, насколько безопасно отслеживание информации на дисплее. Конечно, голосовой интерфейс снижает вероятность аварии. Но исследования ученых Университета в Торонто показали, что риск снижается незначительно. Поскольку любой телефонный разговор отвлекает, причину аварийных ситуаций следует искать в работе мозга, а не рук или глаз, — таков вывод Национального управления безопасности автомобильного движения (США).

Несмотря на заявления представителей автомобилестроительных фирм об интересе к рынку мобильных коммуникаций, многие аналитики не скрывают своих сомнений. Рынок телематических услуг им не по зубам, считает эксперт инвестиционного банка Dain Rauscher Джонатан Лоуренс. Однако производители попытаются навязать рынку свою игру. «Покупателям нужно привыкнуть к новым технологиям. Но если они родились, то вскоре появится и спрос», — сказал Майкл Смит, менеджер отделения Telematics компании Ford.

Отметим, что ситуация существенно различается по регионам. Для Европы наибольший интерес вызывают информационные системы, сообщающие о дорожном трафике. Например, в Великобритании популярностью пользуется система Trafficmaster. Основанная на сети ИК-датчиков, отслеживающих проходящий поток, она обрабатывает информацию и по запросу выводит на экран монитора оценку интенсивности в том или ином районе. Такая оценка имеет максимально двадцатиминутную задержку и в большинстве случаев достаточна для выбора объездного маршрута. Если такие системы начнут давать водителю прогноз, например, «На трассе перевернулся автобус, и время разблокирования «пробки» составит от 2 до 3 часов», — количество абонентов такой службы значительно вырастет.

Deutsche Telekom и Mannesman — основные операторы в Германии, создали подразделения, обслуживающие водителей телематической информацией. Пока этот рынок только зарождается и всем его участникам предстоит приложить немало усилий для расширения абонентской базы.

В Японии максимальным спросом пользуются навигационные системы. По данным компании SRI Consulting в прошлом году их было продано (включая предварительную установку в новых машинах) более 1.5 млн. Аналогичные системы в США такой популярностью не пользуются.

На Западе естественными союзниками сотовых операторов и поставщиков услуг выступают неправительственные организации содействия дорожному движению, такие как Automobile Association в Великобритании. Они заинтересованы, чтобы водители могли сообщать дорожным службам о своих проблемах. Заинтересованы в информации, характеризующей дорожную обстановку, и государственные службы.

К 2005 г. в Европе будет 185 млн. автомобилей. В 17 млн. из них будут встроены телематические системы. Такие данные в своем отчете приводит компания Ovum. Вероятно европейские операторы постараются расширить свои пакеты услуг, включив в них телематические услуги. Ряд производителей прогнозируют монтаж нескольких экранов в автомобиль. Европейская комиссия предполагает, что оборот этого рынка к 2005 г. составит 30 млрд. долл. Будут ли справедливы данные прогнозы, покажет будущее.

Но здесь стоит учесть, что вся мобильная связь начинает переориентироваться на системы третьего поколения, где услуги передачи данных и доставки мультимедиа будут играть ключевую роль. Связь третьего поколения доставит пассажирам развлекательную информацию, обеспечит доступ в Интернет в движении на приемлемой скорости и доставку мультимедийного контента. Тогда можно реально говорить об этом секторе рынка – рекламодатель получит возможность обратиться к пассажирам. Если поездка займет более 5 минут, — почему не посмотреть почту, или не поработать с корпоративной базой данных.

В системах третьего поколения получит развитие служба адресной рассылки новостей и предложений от производителя. Купив автомобиль конкретной марки, водитель будет получать информацию о новых аксессуарах, программах поддержки, новых видах сервиса и т.п. Диагностическая система автомобиля может ежемесячно автоматически посылать в сервисный центр результаты контроля, а его владелец по электронной почте будет получать результаты и конкретные рекомендации.

В ближайшие 5-7 лет автомобиль станет WEB-узлом для обмена технологической информацией и приема мультимедийного контента. Первые шаги в этом направлении происходят сегодня, и ведущая роль здесь будет принадлежать как операторам, так и поставщикам услуг. Поскольку спрос на мобильную связь чрезвычайно высок, подъем в этом секторе услуг должен носить устойчивый характер. И важной составляющей здесь наравне с голосовой связью будет трафик передачи данных. Заинтересованность водителей в получении информации, например, дорожного трафика, будет постоянно расти, т.к. темпы роста автомобильного парка опережают развитие дорожной инфраструктуры.

****

Эра «Homo sapiens» – человека разумного началась около 10000 лет назад. Как скоро наступит эра разумных автомобилей? Пока это скорее фантастика нежели реальность. Однако наличие компьютера, систем подвижной связи и навигации на борту позволяет надеяться, что в 21 веке автомобиль-разумный станет спутником человека.

 

Comments are closed.